OC底层原理18-分类的加载

引入

OC底层原理17-类的加载 中,我们留下了2个问题,attachCategories什么时候触发的?attachCategories里面做了什么?

在探讨这2个问题之前,我们先准备工程

一、准备工作

1、在 objc可执行源码工程 中创建类GomuPerson类,如下

GomuPerson.h

@interface GomuPerson : NSObject
{
    NSString *nickName;
    int height;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *gomu_name;
@property (nonatomic, assign) int gomu_age;

- (void)gomu_instanceMethod1;
- (void)gomu_instanceMethod2;
- (void)gomu_instanceMethod3;

+ (void)gomu_sayClassMethod;

GomuPerson.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod3{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)gomu_instanceMethod2{NSLog(@"%s",__func__);}
+ (void)gomu_sayClassMethod{NSLog(@"%s",__func__);}

2、创建分类GomuPerson+GomuA,添加同名方法gomu_instanceMethod1,添加不同名方法cateA_2cateA_1cateA_3,并实现load方法,如下

GomuPerson+GomuA.h

@property (nonatomic, copy) NSString *cateA_name;
@property (nonatomic, assign) int cateA_age;

- (void)cateA_1;
- (void)cateA_2;
- (void)cateA_3;

GomuPerson+GomuA.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}

- (void)cateA_2{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateA_1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateA_3{NSLog(@"%s",__func__);}

3、创建分类GomuPerson+GomuB,添加同名方法gomu_instanceMethod1,添加不同名方法cateB_2cateB_1cateB_3,并实现load方法,如下

GomuPerson+GomuB.h

- (void)cateB_1;
- (void)cateB_2;
- (void)cateB_3;

GomuPerson+GomuB.m

+ (void)load{}

- (void)gomu_instanceMethod1{NSLog(@"%s",__func__);}

- (void)cateB_2{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateB_1{NSLog(@"%s",__func__);}
- (void)cateB_3{NSLog(@"%s",__func__);}

二、分类的本质

2.1 clangGomuPerson+GomuA.m编译成GomuPerson+GomuA.cpp,查看c++源码

命令:clang -rewrite-objc GomuPerson+GomuA.m -o GomuPerson+GomuA.cpp

struct _category_t {
    const char *name;      //: 分类名如:GomuA
    struct _class_t *cls;    //: 主类名:GomuPerson
    const struct _method_list_t *instance_methods;   //: 实例方法列表
    const struct _method_list_t *class_methods;   //: 类方法列表
    const struct _protocol_list_t *protocols;   //: 协议列表
    const struct _prop_list_t *properties;   //:属性列表
};
  • 分类的底层是一个_category_t的结构体类型

  • 因为没有分元类的说法,所以实例方法类方法都存在分类中

2.2 分类的属性底层
分类中属性的底层
  • 分类的属性没有setget方法

  • 如果分类中需要实现setget方法,需要主动用关联对象去实现

2.3 源码搜索category_t,查看结构
category_t
  • cpp中的结构一模一样,只是多了几个函数

三、attachCategories 调用时机

OC底层原理17-类的加载 中,我们已经根据源码阅读,拿到核心方法attachCategories,但是它并没有执行,索性全局搜索它的调用,发现只在load_categories_nolock方法和attachToClass方法2处被调用

当我们研究类的加载的时候,发现懒加载类只有当该类第一次发送消息的时候才会触发加载,所以我们在GomuPerson
中实现了load方法,让他变成了非懒加载类,才在_read_images中,调用了realizeClassWithoutSwift方法,我们才窥视到一部分流程

3.1 load_categories_nolock调用attachCategories的时机

依样画葫芦,现在我们在GomuAGomuB中实现load方法,让分类在main之前加载,验证核心方法attachCategories的调用流程

attachCategories中下断点,bt打印堆栈信息

attachCategories

  • 当我们在主类分类中都现实了load方法之后,发现attachCategories会在load_categories_nolock中被调用

  • 根据堆栈可以推出,当主类分类中都现实了load方法(只有有任意一个分类实现了load)的时候,attachCategories调用流程为:load_images -> loadAllCategories -> load_categories_nolock -> attachCategories

那么attachToClass中的attachCategories何时会被调用呢

3.2 attachToClass调用attachCategories的时机

load方法是否有的想法影响,开始测试,发现当主类没有实现load方法,而所有分类都实现了load方法的时候attachToClass中的attachCategories被调用了

attachToClass

  • 如果只有一个分类实现load方法,attachCategories仍然不会被调用

  • 根据堆栈可以推出,当主类未实现load方法,分类都实现load方法的时候,attachCategories调用流程为:prepare_load_methods -> realizeClassWithoutSwift -> methodizeClass -> attachToClass -> attachCategories

总结

  1. 主类实现了load方法,任意一个所属分类实现load方法,就会触发load_categories_nolock调用attachCategories

  2. 主类未实现load方法,所有所属分类都实现load方法,会触发attachToClass调用attachCategories

rwe初始化时机

attachCategories中,我们找到了rwe的初始化方法

rwe初始化

4.1 extAllocIfNeeded源码
class_rw_ext_t *extAllocIfNeeded() {
     auto v = get_ro_or_rwe();
     if (fastpath(v.is<class_rw_ext_t *>())) {
//: --如果该类有rwe,直接获取
         return v.get<class_rw_ext_t *>();
     } else {
//: --如果该类没有rwe,则初始化
         return extAlloc(v.get<const class_ro_t *>());
     }
}

全局搜索extAllocIfNeeded,即rwe的初始化时机,发现我们可以主动发起调用的有4处

  1. attachCategories:动态添加分类
  2. addMethod:动态添加方法
  3. class_addProtocol:动态添加协议
  4. class_addProperty:动态添加属性
  • 分类中实现load方法,程序在mian函数之前会主动动态添加分类
  • rwe只有在动态添加的时候才会开始赋值
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